CN203474895U - 地下储气井井管防腐蚀装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种地下储气井井管防腐蚀装置，包括预埋在水泥环（8）内的储气井井管（7），储气井井管（7）上端伸出水泥环（8），所述储气井井管（7）位于水泥环（8）上端设置有套筒（6），所述储气井井管（7）上端伸出水泥环（8）的部分套有保护环（5），保护环（5）内的储气井井管（7）通过电缆线连接有牺牲阳极阴极保护系统，本实用新型设计的这种地下储气井井管防腐蚀装置，不仅结构简单，而且便于安装、实施，成本低，使用寿命长，而且安全性和实用性高，防腐蚀效果好。

Description

地下储气井井管防腐蚀装置

技术领域

本实用新型涉及一种防腐蚀装置，具体是一种用于地下储气井井管防腐蚀的装置。

背景技术

储气井管道埋于地下部分的外围有20米厚的水泥环（固井水泥环），一般情况下不会发生被腐蚀的情况，但在以下两种情况下容易发生被腐蚀的情况：1、钻井时不垂直，有可能造成井管与土壤接触，从而发生电化学腐蚀；2、从部分储气井的定期检验的结果分析，部分储气井距离地面5m左右部分容易发生被腐蚀的现象，主要原因是储气井反复工作在25MPa，储气井的膨胀收缩容易造成上部水泥环发生塑性变形，从而在水泥环与井管之间产生间隙，储气井工作在露天，下雨后，间隙中的积水便会使井管发生电化学腐蚀，井管腐蚀后会出现漏气，易引发安全事故，所以必须消除井管的电化学腐蚀以保证储气井的安全、长久使用。

实用新型内容

本实用新型所要解决的问题是提供一种地下储气井井管防腐蚀装置，用于解决储气井井管易发生电化学腐蚀的问题。

本实用新型提供的技术方案是：地下储气井井管防腐蚀装置，包括预埋在水泥环内的储气井井管，储气井井管上端伸出水泥环，所述储气井井管位于水泥环上端设置有套筒，所述储气井井管上端伸出水泥环的部分套有保护环，保护环内的储气井井管通过电缆线连接有牺牲阳极阴极保护系统。本方案中水泥环用于固定储气井井管；套筒用于防止水泥环上端出现塑性变形而产生间隙，具有固定井管以及一定的防腐蚀作用；牺牲阳极阴极保护系统主要是利用牺牲阳极阴极保护法对储气井井管进行防腐蚀保护；本方案在应用时，井管与牺牲阳极阴极保护系统连接，井管作为阴极，当井管出现电化学腐蚀时牺牲阳极阴极保护系统提供电子给井管从而可以防止井管腐蚀，极好的保护了井管，防止井管腐蚀而出现安全事故。

进一步地，所述牺牲阳极阴极保护系统包括接线盒、阳极、测试电极以及填料坑，所述阳极和测试电极均预埋在填料坑内，且阳极和测试电极均通过电缆线与接线盒连接，所述接线盒通过电缆线连接储气井井管。当井管出现电化学腐蚀时，阳极发生氧化反应失去电子，与阳极电连接的井管就可以避免腐蚀，从而消耗阳极而保护井管；接线盒用于接通或断开阳极、测试电极以及井管的连接，一般情况下，阳极通过接线盒与井管电连接，而测试电极是处于断开状态的；当需要检测阳极是否消耗完时，将阳极与井管断开连接，阳极与测试电极连接，通过在阳极与测试电极电路上串接电流表来检测是否存在电流，以检测阳极是否还能正常工作，从而可以根据实际情况选择是否更换阳极，保证系统能正常的达到防腐蚀的目的；填料坑为一个填充有混泥土的土坑，阳极和测试电极均预埋在填料坑内则可以隔绝阳极和测试电极与外界接触，减少外界环境对其造成的腐蚀，提高了阳极和测试电极的利用率，同时，阳极和测试电极在混泥土土坑受到的腐蚀极为均匀，可减少二者的局部腐蚀严重的情况，并且具有防雷击的目的。

进一步地，所述接线盒为防水接线盒，且接线盒内加设有干燥剂。由于接线盒暴露在外界，其极易受到外界环境干扰；当接线盒内有水或者环境较为潮湿时，不仅会影响到阳极与井管之间的电子传输，影响阳极的防腐蚀效果，还会出现一些短路、断路的现象，从而使系统失去防腐蚀作用，因此，接线盒采用防水接线盒，以保证盒内处于干燥的环境，而为了提高防水效果，防水接线盒内还加设有干燥剂，进一步增强防水防潮效果，以保证系统能长久实现防腐蚀作用。

进一步地，所述填料坑上端与水泥环上端齐平，所述阳极和测试电极在填料坑内的深度为1-1.5米。为保证阳极的负电位以及电位极电流输出的稳定性，满足较高的电流效率，所以阳极深度应适中，如较深则会增大阳极接地电阻，减少电流输出，同时还可能会导致阳极电位过于负而使阴极产生析氢反应，而如阳极深度过浅的话阳极氧化反应会减弱，阳极易受外界环境干扰而影响电流输出的稳定性以及影响电流效率，所以，经过申请人对阳极深度进行测试、检验后，发现阳极深度为1-1.5米时阳极的氧化反应更稳定、效率更高，而且更加安全，所以阳极深度设为1-1.5米，而填料坑上端与水泥环上端齐平则是为了保证二者处于同一参照基准，便于实施、安装；为了保证测试电极在对阳极进行电流检测时数据更准确，测试电极的深度应与阳极深度相当，所以将测试电极的深度也限定在1-1.5米。

进一步地，所述阳极和测试电极的深度相等。经实验发现，当阳极和测试电极的深度相等时，在使用电流表对阳极和测试电极进行电流检测时，不仅能满足测量要求，同时测量数据更准确，还能避免因二者电位差过小而无法测量的问题；为了防止阳极和测试电极相互干扰，二者之间应具有一定的水平间距。

进一步地，所述阳极距离储气井井管的水平间距为1-1.5米。阳极距离井管过近则会影响到井管管口附件的水泥环强度，易出现水泥环塑性变形，而阳极距离井管过远则会影响到二者之间的电流效率，同时二者的电缆线过长会出现丢失电子而降低电流的问题，从而降低了防腐蚀效果，还增加了成本；通过实践，方案中阳极距离储气井井管的水平间距设为1-1.5米时能很好的解决上述问题，故限定阳极距离储气井井管的水平间距为1-1.5米。

进一步地，所述阳极采用镁、铝、锌或其合金材质。阳极主要是做氧化反应失去电子，所以易采用低电位、还原性较强的金属作为阳极；本方案中镁及其合金作为阳极主要应用于高电阻率的土壤环境中；铝、锌及其合金主要用于水环境介质中，锌及其合金也可用于土壤电阻率小于5Ω·m的环境中。

进一步地，所述测试电极采用长效硫酸铜材质。长效硫酸铜具有很好的耐用性、耐久性以及耐损坏性，可很好、准确的测量出所需电位。

进一步地，所述保护环的长度为6-8米。储气井井管上端伸出水泥环的部分一般有6-8米的长度，通过这段部分与外部管道连接，由于这部分与外界接触，易腐蚀损坏，所以在其外套有保护环，通过保护环将其与外界隔离，从而得到保护。

本实用新型的优点在于：本实用新型设计的这种地下储气井井管防腐蚀装置，不仅结构简单，而且便于安装、实施，成本低，使用寿命长，而且安全性和实用性高，防腐蚀效果好。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中的标号分别为：1、填料坑；2、阳极；3、测试电极；4、接线盒；5、保护环；6、套筒；7、储气井井管；8、水泥环。

具体实施方式

实施例1

参见图1，地下储气井井管防腐蚀装置，包括预埋在水泥环8内的储气井井管7，储气井井管7上端伸出水泥环8，所述储气井井管7位于水泥环8上端设置有套筒6，所述储气井井管7上端伸出水泥环8的部分套有保护环5，保护环5内的储气井井管7通过电缆线连接有牺牲阳极阴极保护系统。

本实施例利用牺牲阳极阴极保护法原理在储气井井管7上连接牺牲阳极阴极保护系统，将储气井井管7作为阴极加以保护，通过牺牲阳极阴极保护系统，当储气井井管7出现电化学腐蚀时牺牲阳极阴极保护系统提供电子给储气井井管7从而可以防止储气井井管7腐蚀，极好的保护储气井井管7，防止储气井井管7腐蚀而出现安全事故，延长储气井井管7的使用寿命。

本实施例中的水泥环8为水泥浇灌的圆柱形结构，用于固定储气井井管7；套筒6用于防止水泥环8上端出现塑性变形而产生间隙，具有固定井管以及一定的防腐蚀作用；牺牲阳极阴极保护系统主要是利用牺牲阳极阴极保护法对储气井井管7进行防腐蚀保护。

实施例2

本实施例在实施例１的基础上优化了牺牲阳极阴极保护系统，其具体结构是：所述牺牲阳极阴极保护系统包括接线盒4、阳极2、测试电极3以及填料坑1，所述阳极2和测试电极3均预埋在填料坑1内，且阳极2和测试电极3均通过电缆线与接线盒4连接，所述接线盒4通过电缆线连接储气井井管7。

本实施例在实施时，当储气井井管7出现电化学腐蚀时，阳极2发生氧化反应失去电子，与阳极2电连接的储气井井管7就可以避免腐蚀，从而消耗阳极2而保护储气井井管7；接线盒4用于接通或断开阳极2、测试电极3以及储气井井管7的连接，一般情况下，阳极2通过接线盒4与储气井井管7电连接，而测试电极3是处于断开状态的；当需要检测阳极2是否消耗完时，将阳极2与储气井井管7断开连接，阳极2与测试电极3连接，通过在阳极2与测试电极3电路上串接电流表来检测是否存在电流，以检测阳极2是否还能正常工作，从而可以根据实际情况选择是否更换阳极2，保证系统能正常的达到防腐蚀的目的；填料坑1为一个填充有混泥土的土坑，阳极2和测试电极3均预埋在填料坑1内则可以隔绝阳极2和测试电极3与外界接触，减少外界环境对其造成的腐蚀，提高了阳极2和测试电极3的利用率，同时，阳极2和测试电极3在混泥土土坑受到的腐蚀极为均匀，可减少二者的局部腐蚀严重的情况，并且具有防雷击的目的。

作为优选的，所述接线盒4为防水接线盒，且接线盒4内加设有干燥剂。由于接线盒4暴露在外界，其极易受到外界环境干扰；当接线盒4内有水或者环境较为潮湿时，不仅会影响到阳极2与储气井井管7之间的电子传输，影响系统的防腐蚀效果，还会出现一些短路、断路的现象，从而使系统失去防腐蚀作用，因此，接线盒4采用防水接线盒，用以保证盒内处于干燥的环境，而为了提高防水效果，防水接线盒内还加设有干燥剂，进一步增强防水防潮效果，以保证系统能长久实现防腐蚀作用。

作为优选的，所述填料坑1上端与水泥环8上端齐平，所述阳极2和测试电极3在填料坑1内的深度为1-1.5米。为保证阳极2的负电位以及电位极电流输出的稳定性，满足较高的电流效率，所以阳极2深度应适中，如较深则会增大阳极2接地电阻，减少电流输出，同时还可能会导致阳极2电位过于负而使阴极（储气井井管7）产生析氢反应，而如阳极2深度过浅的话阳极2氧化反应会减弱，阳极2易受外界环境干扰而影响电流输出的稳定性以及影响电流效率，所以，经过申请人对阳极2深度进行测试、检验后，发现阳极2深度为1-1.5米时阳极2的氧化反应更稳定、效率更高，而且更加安全，所以阳极2深度设为1-1.5米，而填料坑1上端与水泥环8上端齐平则是为了保证二者处于同一参照基准，便于实施、安装；为了保证测试电极3在对阳极2进行电流检测时数据更准确，测试电极3的深度应与阳极2深度相当，所以将测试电极3的深度也限定在1-1.5米。

作为优选的，所述阳极2和测试电极3的深度相等。经实验发现，当阳极2和测试电极3的深度相等时，在使用电流表对阳极2和测试电极3进行电流检测时，不仅能满足测量要求，同时测量数据更准确，还能避免因二者电位差过小而无法测量的问题；为了防止阳极2和测试电极3相互干扰，二者之间应具有一定的水平间距。

实施例3

本实施例在上述任一实施例的基础上优化了以下结构：所述阳极2距离储气井井管7的水平间距为1-1.5米。

相比于上述任一实施例，本实施例中将阳极2距离储气井井管7的水平间距为1-1.5米时，解决了如下问题：由于阳极2距离储气井井管7过近则会影响到储气井井管7管口附件的水泥环8强度，易出现水泥环8塑性变形，而阳极2距离储气井井管7过远则会影响到二者之间的电流效率，同时二者的电缆线过长会出现丢失电子而降低电流的问题，从而降低了防腐蚀效果，还增加了成本；通过实践，本实施例中阳极2距离储气井井管7的水平间距设为1-1.5米时能很好的解决上述问题，故限定阳极2距离储气井井管7的水平间距为1-1.5米。

实施例4

本实施例在实施例2或实施例3的基础上优化了以下结构：所述阳极2采用镁、铝、锌或其合金材质；所述测试电极3采用长效硫酸铜材质。

本实施例中镁、铝、锌或其合金材质均是低电位、还原性较强的金属，作为阳极金属不仅效果好，而且价格便宜，使用长久；而长效硫酸铜则具有很好的耐用性、耐久性以及耐损坏性，可很好、准确的测量出所需电位。

实施例5

实施例5为本实用新型的最优实施例。

本实施例在上述任一实施例的基础上优化了保护环，具体为：所述保护环5的长度为6-8米。

   储气井井管7上端伸出水泥环8的部分一般有6-8米的长度，通过这段部分与外部管道连接，由于这部分与外界接触，易腐蚀损坏，相比于上述任一实施例，本实施例为了减少这部分的储气井井管7受到的外界环境影响，减少这部分的电化学腐蚀，缓减阳极的消耗程度，所以通过设置保护环5将其与外界完全隔离，对这部分的储气井井管7加以保护。

如上所述即可很好的实现本实用新型。本实用新型的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。 

Claims (9)

1.地下储气井井管防腐蚀装置，包括预埋在水泥环（8）内的储气井井管（7），储气井井管（7）上端伸出水泥环（8），所述储气井井管（7）位于水泥环（8）上端设置有套筒（6），其特征在于：所述储气井井管（7）上端伸出水泥环（8）的部分套有保护环（5），保护环（5）内的储气井井管（7）通过电缆线连接有牺牲阳极阴极保护系统。

2.根据权利要求1所述的地下储气井井管防腐蚀装置，其特征在于：所述牺牲阳极阴极保护系统包括接线盒（4）、阳极（2）、测试电极（3）以及填料坑（1），所述阳极（2）和测试电极（3）均预埋在填料坑（1）内，且阳极（2）和测试电极（3）均通过电缆线与接线盒（4）连接，所述接线盒（4）通过电缆线连接储气井井管（7）。

3.根据权利要求2所述的地下储气井井管防腐蚀装置，其特征在于：所述接线盒（4）为防水接线盒，且接线盒（4）内加设有干燥剂。

4.根据权利要求2所述的地下储气井井管防腐蚀装置，其特征在于：所述填料坑（1）上端与水泥环（8）上端齐平，所述阳极（2）和测试电极（3）在填料坑（1）内的深度为1-1.5米。

5.根据权利要求4所述的地下储气井井管防腐蚀装置，其特征在于：所述阳极（2）和测试电极（3）的深度相等。

6.根据权利要求2-5任一项所述的地下储气井井管防腐蚀装置，其特征在于：所述阳极（2）距离储气井井管（7）的水平间距为1-1.5米。

7.根据权利要求2-5任一项所述的地下储气井井管防腐蚀装置，其特征在于：所述阳极（2）采用镁、铝、锌或其合金材质。

8.根据权利要求2-5任一项所述的地下储气井井管防腐蚀装置，其特征在于：所述测试电极（3）采用长效硫酸铜材质。

9.根据权利要求1所述的地下储气井井管防腐蚀装置，其特征在于：所述保护环（5）的长度为6-8米。

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